理综物理总结 第1篇
大学物理知识点归纳
1、1638年,意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快;并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验,证明了他的观点是正确的,了古希腊学者xxx多德的观点(即:质量大的小球下落快是错误的);
2、1654年,德国的xxx市做了一个轰动一时的实验——xxx半球实验;
3、1687年,英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律(即牛顿三大运动定律)。
4、17世纪,伽利略通过构思的理想实验指出:在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一直运动下去;得出结论:力是改变物体运动的原因,了xxx多德的观点:力是维持物体运动的原因。
同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出:如果没有其它原因,运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。
5、英国物理学家xxx对物理学的贡献:xxx定律;经典题目:xxx认为只有在一定的条件下,弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比(对)
6、1638年,伽利略在《两种新科学的对话》一书中,运用观察-假设-数学推理的方法,详细研究了抛体运动。
17世纪,伽利略通过理想实验法指出:在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一直运动下去;同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出:如果没有其它原因,运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。
7、人们根据日常的观察和经验,提出“地心说”,古希腊科学家托勒密是代表;而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”,大胆反驳地心说。
8、17世纪,德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律;
9、牛顿于1687年正式发表万有引力定律;1798年英国物理学家xxx许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量;
10、1846年,英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈(勒维耶)应用万有引力定律,计算并观测到海王星,1930年,美国天文学家汤苞用同样的计算方法发现冥王星。
9、我国宋朝发明的火箭是现代火箭的鼻祖,与现代火箭原理相同;但现代火箭结构复杂,其所能达到的速度主要取决于喷气速度和质量比(火箭开始飞行的质量与燃料燃尽时的质量比);
俄国科学家xxx科夫斯基被称为近代火箭之父,他首先提出了多级火箭和惯性导航的概念。多级火箭一般都是三级火箭,我国已成为掌握载人航天技术的第三个国家。
10、1957年10月,苏联发射第一颗人造地球卫星;
1961年4月,世界第一艘载人宇宙飞船“东方1号”带着xxx加加林第一次踏入太空。
11、20世纪初建立的量子力学和xxx坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。
12、17世纪,德国天文学家开普勒提出开普勒三定律;牛顿于1687年正式发表万有引力定律;1798年英国物理学家xxx许利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量(体现放大和转换的思想);1846年,科学家应用万有引力定律,计算并观测到海王星。
选修部分:(选修3-1、3-2、3-3、3-4、3-5)
二、电磁学:(选修3-1、3-2)
13、1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律,并测出了静电力常量k的值。
14、1752年,_在费城通过风筝实验验证闪电是放电的一种形式,把天电与地电统一起来,并发明避雷针。
15、1837年,英国物理学家法拉第最早引入了电场概念,并提出用电场线表示电场。
16、1913年,美国物理学家xxx根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量,获得诺贝尔奖。
17、1826年德国物理学家欧姆(1787-1854)通过实验得出欧姆定律。
18、1911年,荷兰科学家昂尼斯(或昂纳斯)发现大多数金属在温度降到某一值时,都会出现电阻突然降为零的现象——超导现象。
19、19世纪,焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律,即焦耳——楞次定律。
20、1820年,丹麦物理学家xxx发现电流可以使周围的小磁针发生偏转,称为电流磁效应。
21、法国物理学家安培发现两根通有同向电流的平行导线相吸,反向电流的平行导线则相斥,同时提出了安培分子电流假说;并总结出安培定则(右手螺旋定则)判断电流与磁场的相互关系和左手定则判断通电导线在磁场中受到磁场力的方向。
22、荷兰物理学家xxx提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力(xxx力)的观点。
23、英国物理学家xxx发现电子,并指出:阴极射线是高速运动的电子流。
24、xxx的学生xxx设计的质谱仪可用来测量带电粒子的质量和分析同位素。
25、1932年,美国物理学家xxx发明了回旋加速器能在实验室中产生大量的高能粒子。(动能仅取决于磁场和D形盒直径。带电粒子圆周运动周期与高频电源的周期相同;但当粒子动能很大,速率接近光速时,根据狭义相对论,粒子质量随速率显著增大,粒子在磁场中的回旋周期发生变化,进一步提高粒子的速率很困难。
26、1831年英国物理学家法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律——电磁感应定律。
27、1834年,俄国物理学家楞次发表确定感应电流方向的定律——楞次定律。
28、1835年,美国科学家亨利发现自感现象(因电流变化而在电路本身引起感应电动势的现象),日光灯的工作原理即为其应用之一,双绕线法制精密电阻为消除其影响应用之一。
大学物理学习方法
一、不要“题海”,要有题量
谈到解题必然会联系到题量。因为,同一个问题可从不同方面给予辨析理解,或者同一个问题设置不同的陷阱,这样就得有较多的题目。从不同角度、不同层次来体现教与学的测试要求,因而有一定的题目必是习以为常,我们也只有解答多方面的题,才得以消化和巩固基础知识。那做多了题就一定会陷入“题海”吗?我们的回答是否定的。
对于缺乏基本要求,思维跳跃性大,质量低劣,几乎类同题目重复出现,造成学生机械模仿,思维僵化,用定势思维解题,这才是误入“题海”。至于富有启发性、思考性、灵活性的题,百解不厌,真是一种学习享受。这样的题解得越多,收获越大。解题多了,并不就一定加重学生负担,只有那些脱离学习对象实际,超过学生的承受能力的,才会加重他们的负担。虽然题目不多,但积重难返,xxx入题海。所以,为了提高学习成绩和质量,离不开解题,而且要有一定的题量给予保证,并以真正理解熟练掌握为题量的下限。
二、不求模型,要求思考
教学有法,教无定法。同样的道理,解题有法,但无定法。所以,我们不能用通用模型的方法解多种不同的题。首先,文理科的思维特点有差异,文科侧重理性思维,而理科侧重逻辑思维。数学偏重图文与函数关系的分析推导,而物理突出具体问题高度概括,抽象出物理模型。
其次,解题方法也是随题而变,不同题目的解题方法一般是不同的,不太可能用一成不变的方法统揽,或者用几种既定模型搞定。再者,题目是千变万化的。尽管解题要经历审题(理解题意),解题(具体过程),答题(说明结果)几个环节,但解题的方法是灵活的,因题而变。可能是简单的,也可能是复杂的;可能是基本的方法,也可能是巧妙方法或综合方法的适用。
因此,我们不能盲目地迷信某种模型解题,它会束缚你发散探索的思路,只能让你走进机械模仿,死记硬背的死胡同。提倡独立思考,重在方法的迁移和变通,具体问题具体分析。是什么就什么,该用什么就用什么的理念解每道题,以不变应万变。提高解题的应变能力,使自己的脑子真正活起来,通过解题获得成就感。
三、不贪难题,要抓“双基”
题目有难易度之分。我们解怎样的题更有助于理解知识,掌握方法,提高能力?应该以解中档题为主,这种题含有基础性要求,同时又有能力提升的空间。也就是说解这类题能驾驭自如,那么,面对有难度的题也不会一筹莫展,或胆怯退缩。现在,相当一部分学生好高骛远,热衷于做难题。贪大求难,但往往受挫,久而久之消磨了意志,望题生威。究其原因,底气不足,还未到火候。要知道,所谓的难题就是综合的知识点多,需要统筹的方法多,设置的情景新颖,问题的过程复杂,实际应用强。
但是,我们只要认真解剖,分立而治,分析背景,提取信息,善于转化,复杂问题得到简化。再则,再难的综合试题往往设置了由易到难的思维能力梯度,使你逐级往上,不是压根儿全然无知。因此,我们解题不必总觅难题。要抓基础题和中档题,逐步修炼,增强正确解题的自信心。
大学物理学习技巧
1、理象记忆法:如当车起步和刹车时,人向后、前倾倒的现象,来记忆惯性概念。
2、浓缩记忆法:xxx的反射定律可浓缩成“三线共面、两角相等,平面镜成像规律可浓缩为“物象对称、左右相反”。
3、口诀记忆法:如“物体有惯性,惯性物属性,大小看质量,不论动与静。”
4、比较记忆法:如惯性与惯性定律、像与影、蒸发与沸腾、压力与压强、串联与并联等,比较区别与联系,找出异同。
5、推导记忆法:如推导液体内部压强的计算公式。即p=F/S=G/S=mg/s=pvg/s=pshg/=pgh。
6、归类记忆法:如单位时间通过的路程叫速度,单位时间里做功的多少叫功率,单位体积的某种物质的质量叫密度,单位面积的压力叫压强等,都可以归纳为“单位……的……叫……”类。
7、顾名思义法:如根据“浮力”、“拉力”、“支持力”等名称,易记住这些力的方向。
理综物理总结 第2篇
1、电场线:用来形象描述电场的假想曲线,是由法拉第引入的。
理解:①、起始于正电荷(无穷远处),终止于负电荷(无穷远处),不是闭合曲线,不相交。
②、电场线上一点的切线方向为该点场强方向。
③、电场线的疏密程度反映了场强的大小。
④、匀强电场的电场线是平行等距的直线。
⑤、沿电场线方向电势逐点降低,是电势最低最快的方向。
⑦、电场线并非电荷运动的轨迹。
2、等势面:电势相等的点构成的面有以下特征;
①在同一等势面上移动电荷电场力不做功。
②等势面与电场力垂直。
③电场中任何两个等势面不相交。
④电场线由高等势面指向低等势面。
⑤规定:相邻等势面间的电势差相差,所以等势面的疏密反映了场强的大小(匀强点电荷电场等势面的特点)
⑥几种等势面的性质
A、等量同种电荷连线和中线上
连线上:中点电势最小
中线上:由中点到无穷远电势逐渐减小,无穷远电势为零。
B、等量异种电荷连线上和中线上
连线上:由正电荷到负电荷电势逐渐减小。
中线上:各点电势相等且都等于零。
3、电场力做功与电势能的关系:
①、通过电场力做功说明:电场力做正功,电势能减小。
电场力做负功,电势能增大。
②、正电荷:顺着电场线移动时,电势能减小。
逆着电场线移动时,电势能增加。
负电荷:顺着电场线移动时,电势能增加。
逆着电场线移动时,电势能减小。
③、求电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低
将电荷由A点移到B点根据电场力做功情况判断,电场力做正功,电势能减小,电荷在A点电势能大于在B点的电势能,反之电场力做负功,电势能增加,电荷在B点的电势能小于在B点的电势能
④、在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正,负电荷在任一点具有的电势能都为负。
在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负,负电荷在任意一点具有的电势能都为正。
理综物理总结 第3篇
1.功
(1)功的概念:一个物体受到力的作用,如果在力的方向上发生一段位移,我们就说这个力对物体做了功.力和在力的方向上发生位移,是做功的两个不可缺少的因素。
(2)功的计算式:力对物体所做的功的大小,等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积:W=Fscosα。
(3)功的单位:在国际单位制中,功的单位是焦耳,简称焦,符号是就是1N的力使物体在力的方向上发生lm位移所做的功。
2.功的计算
⑴恒力的功:根据公式W=Fscosα,当00≤a<900时,cosα>0,W>0,表示力对物体做正功;当α=900时,cosα=0,W=0,表示力的方向与位移的方向垂直,力不做功;当900<α<1800时,cosα<0,W<0,表示力对物体做负功,或者说物体克服力做了功。
(2)合外力的功:等于各个力对物体做功的代数和,即:W合=W1+W2+W3+……
(3)用动能定理W=ΔEk或功能关系求功.功是能量转化的量度.做功过程一定伴随能量的转化,并且做多少功就有多少能量发生转化。
3.功和冲量的比较
(1)功和冲量都是过程量,功表示力在空间上的积累效果,冲量表示力在时间上的积累效果。
(2)功是标量,其正、负表示是动力对物体做功还是物体克服阻力做功.冲量是矢量,其正、负号表示方向,计算冲量时要先规定正方向。
(3)做功的多少由力的大小、位移的大小及力和位移的夹角三个因素决定.冲量的大小只由力的大小和时间两个因素决定.力作用在物体上一段时间,力的冲量不为零,但力对物体做的功可能为零。
4.一对作用力和反作用力做功的特点
⑴一对作用力和反作用力在同一段时间内做的总功可能为正、可能为负、也可能为零。
⑵一对互为作用反作用的摩擦力做的总功可能为零(静摩擦力)、可能为负(滑动摩擦力),但不可能为正。
理综物理总结 第4篇
测量误差可以用绝对误差,也可以用相对误差表示:
[绝对误差=测量结果-真值]
[相对误差=cfrac{绝对误差}{真值}]
误差分类:
(1)系统误差(2)随机误差(3)粗大误差
测量结果的评价
评价测量结果,反应测量误差大小,常用到精密度、正确度和准确度3个概念。
精密度反映随机误差大小的程度,它是对测量结果的重复性的评价。精密度高是指测量的重复性好,各次测量值的分布密集,随机误差小。但是,精密度不能反映系统误差的大小。精密度反映测量值离散程度。
正确度反映系统误差大小的程度。正确度高是指测量数据的算术平均值偏离真值较小,测量的系统误差小。但是正确度不能确定数据分散的情况,即不能反映随机误差的大小。
准确度反映系统误差与随机误差综合大小的程度。准确度高是指测量结果既精密又正确,即随机误差与系统误差均小。
常用的测量方法有异号法、交换法、替代法、对称法。
服从正态分布的随机误差
服从正态分布的随机误差具有下列特点:
(1)单峰性——绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的概率答;
(2)对称性——大小相等而符号相反的误差出现的概率相同;
(3)有界性——在一定的测量条件下,误差的绝对值不超过一定的限度;
(4)抵偿性——误差的算术平均值随测量次数(n)的增加而趋于零。
当测量次数无穷多或足够多时,测量值的误差分布才接近正态分布,但是当测量次数较少时(例如,少于10次,物理实验教学中一般取(n=6sim 10)次),测量值的误差分布将明显偏离正态分布,而遵从(t)分布,又称为学生分布。(t)分布曲线与正态分布曲线的形状类似,但是(t)分布曲线的峰值低于正态分布;而且(t)分布曲线上部较窄,下部较宽。
为什么置信概率取
不确定度的(A)类(采用统计方法评定的(A)类不确定度)分量用(u_A(x))表示。物理实验中(u_A(x))一般用多次测量平均值的标准偏差(s(overline{x}))与(t)因子(t_p)的乘积来估算,即[u_A(x)=t_ps(overline x)]
式中,(t)因子(t_p)是与测量次数(n)和对应的置信概率(p)有关,当置信概率为(p=),测量次数(n=6)时,我们可以查到(t_{}/sqrt{n} approx 1),则有[u_A(x)=s(x)]
即在置信概率为()的前提下,测量次数(n=6),(A)类不确定度可以直接用测量值的标准偏差(s(x))估算。
因此,在未加说明时,普遍采取置信概率(p=)。
测量不确定度和结果的表达
不确定度由两类不确定度合成
A类不确定度:采用统计方法评定的不确定度,即对多次测量的数据进行处理而得到的不确定度,以(u_A(x))表示。
B类不确定度:采用非统计方法评定的不确定度,即(u_A(x)),常常用仪器误差(Delta_仪)来表示。
(一般来说这个仪器误差会给出,所以不需要背)
合成不确定度与测量结果的表达
下式就是不确定度的合成公式:
[u(x)=sqrt{u^2_A(x)+u^2_B(x)} ag {}]
完整的数据处理结果,标准形式如下:
[ egin{cases}x=overline {x} pm u(x) u_r=cfrac{u(x)}{overline {x}} imes 100% end{cases} ag{}]
式中,(overline x)为多次测量的平均值,(u(x))为合成不确定度,(u_r)是两者的比值,称为测量的相对不确定度。
不确定度的求解
直接测量不确定度的求解过程
1.单次测量
因为我们的实验过程都是指定的,并不需要我们自己来构思实验过程,所以对于测量单次或者多次无需判断,这部分不在考点内。
当遇到测量结果是单次测量时,我们的不确定度只有(u_B(x))一项。它的取值有两种,一种是仪器标定的最大误差限(暂时没遇到,如果有应该会在型号说明那把),第二种是实验室给出的最大允许误差(u(x)=u_B(x)=Delta_仪)。如果两种都有,取较大者。
2.多次测量
多次测量时,不确定度一般按照下列过程进行计算:
求多次的测量数据的平均值(overline{x}=sum frac{x_i}{n});
修正已知系统误差,得到测量值,例如,已知螺旋测微仪的零点误差为(d_0),修正后的测量结果为(d=d_测-d_0);
用xxx公式计算标准误差[s(x)=sqrt{cfrac{sum_{i=1}^{n} (x_i-overline{x})^2}{n-1}}]
根据仪器标定的最大误差限,或实验室给出的最大允许误差,确定(u_B(x));
根据$u_A(x)和u_B(x)求合成不确定度 ($u(x)=sqrt{u^2_A(x)+u^2_B(x)}) ;
计算相对不确定度(u_r(x)=cfrac{u(x)}{overline {x}} imes 100 %);
给出测量结果[ egin{cases}x=overline{x}pm u(x) u_r=cfrac{u(x)}{overline x} imes 100 % end{cases}]
间接测量的不确定度
在实际测量中,我们遇到的往往是间接测量,因此间接测量具有非常重要的意义。假设物理量(F)是(n)个独立的直接测量量(x,y,z,cdots)的函数,即(F=f(x,y,z,cdots)),如果它们相互独立,则(F)的不确定度可由各直接测量量的不确定度合成,即[u(F)=sqrt{left(cfrac {partial{f}}{partial {x}}ight)^2 u^2 (x)+left(cfrac {partial{f}}{partial {y}}ight)^2 u^2 (y)+left(cfrac {partial{f}}{partial {z}}ight)^2 u^2 (z)+cdots}]
式中,(u(x),u(y),u(z))为各直接测量量(x,y,z,cdots)的不确定度。
当(F=f(x,y,z,cdots))中各观测量之间的关系是乘、除或方幂时,采用相对不确定度的表达方式,可以大大简化合成不确定度的运算。
方法是先取自然对数,然后作不确定度的合成,即
[u(F)=sqrt{left(cfrac{partial{lnf}}{partial x}ight)^2u^2 (x)+left(cfrac{partial{lnf}}{partial y}ight)^2u^2 (y)+left(cfrac{partial{lnf}}{partial z}ight)^2u^2 (z)+cdots}]
间接测量不确定度的计算过程类似直接测量的计算过程,这里就不写了,只是将(u(x))替换成(u(F))。
###有效数字及其运算法则
####有效数字
对于有效数字注意以下几点即可
有效数字位数多少的计算是从测量结果的第一位(最高位)非零数字开始,到最后一位数。
数字结尾的0不应随便取舍,因为它与有效数字密切相关。例如,(103000)与( imes 10^5)不一样,前者有6位有效数字,而后者只剩下3位。
常用数学常数的有效位数(即(e)、(pi等)),可根据需要进行取舍,一般取位应比参加运算各数中有效位数最多的数再多一位。
在仪器上直接读取测量结果时,有效数字的多少是由被测量的大小及仪器的精度决定。正确的读数,应在仪器最小分度以下再估读一位,除非有特殊说明该仪器不需要估读。如千分尺等指针式器具,加上我们估读的那位,才读到千分位。而精密数字显示仪器和游标仪器就不用估读。
有效数字的近似运算法则
在加减法运算中,有效数字取决于参与运算的数字中末位位数最高的那个数。
乘除法运算的有效位数取决于参与运算数字中有效位数最少的那个数,必要时可多取一位。(当两个乘数的第一位数相乘大于10,则多取一位)
四则运算的基本原则与以上相同。
特殊函数的运算(三角函数、对数)
这里一定是个考点。
例:已知角度为(15^circ21’),求(sinx)。
答:在x的最后一位数上取1个单位作为(x)的不确定度,即(u_{min}=Delta=1'),将它化为弧度有(Delta x= 29rad);设(y=sinx),并对其求微分,得(Delta y=cosxDelta x approx 28),不准确位是小数点后的第4位,因此(sin x)应取到小数点后的第4位,即(sinx= 7)。
如果上述角度是(15^circ21'10''),则(Delta x=1''= 004 85 rad),可算出(u(y)=cosx Delta x approx 004 7),不准确位是小数点后第6位,因此(sinx)应取到小数点后的第6位,即(sinx = 761)。
例:已知(x=),求(lg x)。
答:设(y=lg x),已知(u_{min}=Delta x=),有(Delta y=Delta(ln x/ln 10)= 3Delta x /x 75),因此(lg x)应取到小数点后第4位,即(lg x = 9)。
综上所述,总结如下:
加、减法运算,以参加运算各量中有效数字末位最高的为准,并与之对齐;
乘、除法运算,以参加运算各量中有效数字最少的为准,必要时可多取一位。(当两个乘数的第一位数相乘大于10,则多取一位)
混合四则运算按以上原则进行;
特殊函数运算,通过微分关系进行;
数据的修约和测量结果的表述
不确定度的有效位数在一般情况下,保留一位,至多不超过两位。
具体:如果不确定度有效位数的第一位数小于或等于3,允许保留2位有效数字;如果不确定度有效位数的第一位数大于3,则只能保留一位有效数字
(在实际中经常会遇到测量结果与不确定度的有效位数发生矛盾的情况,原则是以不确定度的有效位数确定测量结果的有效位数,因此在计算测量结果时不要过早地将数字截断)
数据截断时,剩余的尾数按”小于5舍弃,大于5进位,等于5凑偶”
等于5凑偶的意思是当尾数等于5,且5后没有其他不为零的数字时,如果它前面的数是奇数,则加1,将其凑成偶数,如果是偶数则不变。
常用数据处理方法
作图法
1.选择合适的坐标分度值,确定坐标纸的大小:
坐标分度值的选取应能反映测量值的有效位数,一般以 1~2mm对应于测量仪表的最小分度值或对应于测量值的次末位数)。
2. 标明坐标轴:
用粗实线画坐标轴,用箭头标轴方向,标坐标轴的名称或符号、单位,再按顺序标出坐标轴整分格上的量值。
3.标实验点:
实验点可用“+“、 “( imes)”、“(circ)”等符号标出(同一坐标系下不同曲线用不同的符号)。
4. 连成图线:
用直尺、曲线板等把点连成直线、光滑曲线。一般不强求直线或曲线通过每个实验点,应使图线线正穿过实验点时可以在两边的实验点与图线最为接近且分布大体均匀。图点处断开。
5.标出图线特征:
在图上空白位置标明实验条件或从图上得出的.某些参数。如利用所绘直线可给出被测电阻R大小:从所绘直线上读取两点 A、B 的坐标就可求出 R 值。
6.标出图名:
在图线下方或空白位置写出图线的名称及某些必要的说明。
至此一张图完成
注意点
*问题:曲线太粗,不均匀,不光滑
应该用直尺、曲线板等工具把实验点连成光滑、均匀的细实线。
*问题:横轴坐标分度选取不当
横轴以3 cm 代表1 V,使作图和读图都很困难。实际在选择坐标分度值时,应既满足有效数字的要求又便于作图和读图,一般以1 mm 代表的量值是10的整数次幂或是其2倍或5倍。
图解法
实验曲线作出后,可由曲线求出经验公式及所含参数,称为图解法。物理实验中常见的有:直线,指数曲线,抛物线等。其中直线是最简单的一种。
建立经验公式的一般步骤:
第一步:根据曲线的形状判断曲线的类型;
第二步:由曲线的类型判断公式的特点,建立经验公式;
*第三步:用实验数据来检验公式的准确度。
由曲线图直接建立经验公式是困难的,我们可以用变数置换法把曲线图改成直线图,再按建立直线方程的办法建立经验公式。
(1)确定直线图形的斜率和截距求测量结果
图线(y=kx+b),可在图线上选取两点(P_1(x_1,y_1))和(P_2(x_2,y_2))(不能用原来测量的点)计算其斜率:[k=cfrac{y_2-y_1}{x_2-x_1}]
(P_1)和(P_2)不要太靠近,以减小误差。其截距b是当(x=0)时的y值;或选取图上的任一点(P_3(x_3,y_3)),带入(y=kx+b)中,并利用斜率公式得:[b=y3-cfrac{y_2-y_1}{x_2-x_1}x_3]
确定直线图形的斜率和截距以后,再根据斜率或截距求出所含的参量,从而得出测量结果。
(2)根据图线求出经验公式
这个就只是将函数适当转换成线性关系,不多说,这个初高中做得挺多的。
逐差法
在使用逐差法计算时,必须把测量数据分成高、低两组,对这两组实行对应项相减,不能采取逐项相减的办法处理数据。
为了保持多次测量的优点,体现出多次测量减小随机误差的目的,将一组等间隔连续测量数据(共(2n)次)按次序分成高低两组(两组次数应相同)。
一组为(x_0,x_1,cdots,x_n-1),另一组为(x_n,x_{n+1},cdots,x_{2n-1}),取对应项的差值后再求平均值:[delta=frac 1n sum_{i=0}^{n-1}(x_{n+i}-x_i)]
标准偏差(即不确定度)为[s(delta)=sqrt{cfrac {sum_{i=0}^{n-1}[(x_{n+i}-x_i)-delta]^2}{n-1}}]
最xxx乘法
设已知函数的形式为[y=bx+a]
式中,a和b为两个待定系数,成为回归系数;只有(x)为变量,由于只有一个变量,因此称为一元线性回归。
(1)回归系数的确定
回归系数a与b为[ egin{cases} b=cfrac{overline{xy}-overline{x}overline{y}}{overline{x^2}-overline{x} ^2} a=overline{y}-boverline{x} end{cases}]
(2)相关系数的确定
为了判断所作的线性回归结果是否合理,引入线性回归相关系数的概念,相关系数以(r)表示,定义公式为[r=cfrac {overline{xy}-overline{x}overline{y}}{sqrt{(overline{x}^2-overline{x^2})(overline{y}^2-overline{y^2})}}]
相关系数(r)的取值范围为(-10)时,回归直线的斜率为正,称为正相关。当(r<0)时,回归直线的斜率为负,称为负相关。且(|r|)越接近1,说明数据点越靠近拟合曲线,即设定的回归方程越合理。
实验报告思考题
示波器的使用
思考题:
1.如果波形不稳,总是向左或向右移动,该如何调节?
答:检查触发源是否正确,如正确,调节触发电平,当Trig'D灯亮,波形稳定。
2.示波器“电平”旋钮的作用是什么?什么时候需要调节它?观察xxx图时,能否用它把图形稳定下来?
答:点评是使观测喜好在屏幕上稳定显示的电位器;波形在屏幕上左右滚动时,调节此电平,波形可稳定;观测xxx图时不起作用。
3.如果打开示波器后,只看到一个或两个移动的点而没有扫描线,是什么原因?应如何调整?如果看到的是一个或两个固定不动的点呢?
答:扫描速度较低,将扫描时间因数往快调;处于X-Y状态,调到扫描A状态即可。
空气中的声速测定
思考题:
1.调整信号的频率和移动接受换能器的位置(振幅法)都是为了使接受换能器的输出达到极大,并且都被称为共振,它们是一回事吗?
答:不是。调整频率达到共振是指探头的谐振频率,使探头有最大输出功率。移动接收换能器的位置达到共振是使超声波在两探头间形成驻波。
2.行波比较测量声速实验中,将发送换能器的信号输入到CH1通道,接受换能器的信号输入到CH2通道,此时,示波器的触发源应如何选择?
答:选择CH1通道,因为发生换能器的信号更强,更稳定。
3.在振幅法中,示波器上看不到接受换能器的输出波形,但连线无误,仪器和导线(电缆)无故障,以下三种分析是否合理?如原因属实,应当如何处理?
(1)信号源的频率偏离换能器共振频率太远;
(2)激励发生器的信号幅度太小;
(3)VOLTS/DIV选择不当。
(1)合理。调整信号源频率,使换能器工作在谐振频率上。
(2)合理。增加信号源的输出电压。
(3)合理。可能电压分度值过高,改变接收换能器信号输出端的VOLTS/DIV,放大接收信号。
4.振幅法中,如果极大值振幅超过荧光屏显示范围,有人认为以下三种调节方法可使信号不超出范围,你认为可行吗?
(1)改变示波器VOLTS/DIV旋钮的档位;
(2)调节信号发生器的输出幅度;
(3)调节信号发生器的频率;
答:(1)、(2)可行,仍能保证实验数据的准确性。(3)不行,频率变化,幅度仍不变。
5.实验中,能否固定发射器与接收器之间的距离,利用改变频率测声速?
答:不行,(v=flambda),无法测出波长。
6.利用目前的仪器设备可以实现对移动距离的测量吗?
答:可以
惠斯通电桥测量中值电阻
思考题:
1.使用交换法测未知电阻时(R_1,R_2)的阻值在交换前后是否可以改变?为什么?例如交换前(R_1=R_2= Omega),交换后(R_1'=R_2'=)。
答:不可以改变。因为改变没有意义。由数据处理可知,交换法的优势在于:消除(R_1,R_2)对测量(R_x)的影响,使之只与(R_s、R_s')有关,以下证明:
[R_x=frac{R_1}{R_2}R_s,R_x=frac{R_2}{R_1}R_s' Rightarrow R_x=sqrt{cfrac{R_1}{R_2} cdot cfrac{R_2}{R_1} cdot R_s cdot R_s'}].
如果改变(R_1,R_2),生成(R_1',R_2'),在计算(u(x))时会加入新的元素,增大误差;即使保证(cfrac{R_1'}{R_2'}=cfrac{R_1}{R_2}),既增大了复杂度,在交换过程中也可能出错。
2.(AC5/3)检流计的“电计”和“短路”键的作用是什么?调零键下方的锁扣在什么位置才可以进行调零和测量(说明是露出红点还是白点),使用后应置于什么位置(是露出红点还是白点)?
答:“电计”键:按下后检流计接通,相当于检流计的开关。
“短路”键:可以将检流计的两端短路,增大电磁阻尼作用,使指针停止摆动。
露出红点时可以调零和测量,使用后露出白点。
3.说明测量电路中滑线变阻器的作用
答:实验中,电键闭合前将滑线变阻器调至最大,方便检流计调节平衡,待基本调节平衡,再逐渐将其阻值调零,使电路中电流增大,提高精确度。
4.下列因素是否会加大测量误差
(1)电源电压大幅下降
(2)电源电压稍有波动
(3)检流计零点没有调准
(4)检流计灵敏度不够高
答:(1)会。电源电动势越低,电桥灵敏度越低,误差越大。
(2)不会。稍有波动的电源电压对电桥灵敏度的影响可忽略。
(3)会。电桥没有到达平衡状态,测量读数会有较大误差
(4)会,因为电桥灵敏度与检流计灵敏度成正比,检流计灵敏度不高,电桥灵敏度也不高,误差较大。
5.用给出的仪器自组单臂电桥,并用其测量表头(微安表)内阻。要求:
(1)画出线路图;
(2)写出设计思想及表头内阻的计算公式。
仪器:级电阻箱一个:电阻箱有四个接线柱分别标有:(),(),().滑线变阻器一个:(500Omega),允许(2A)电流。微安表一个:(100mu A),级,内阻约为(1000Omega)。电源:3V干电池。开关导线若干。
答:(1)ewb
无视滑线变阻器和电源上的参数吧,这是用ewb画的,不要介意。
(2)利用电阻箱结构,将电阻箱拆成3个桥臂电阻,设为(R_1,R_2,R_3),微安表内阻为(r),使(R_1:R_2=1:10),再调整(R_3)使电桥平衡,则(r=frac{R_1}{R_2}R_3)。k开关变化时,(mu A)示数不变,则平衡。
开尔文电桥测量低值电阻
思考题:
1.写出金、银、铜、铁等常见金属的电阻率,试判断我们测量的材料可能是哪一种?
答:(ho_金= Omegacdot m);(ho_银= Omegacdot m);(ho_铜= Omegacdot m);(ho_铁= m);
所以可能是铁棒。
2.比较单臂电桥与双臂电桥有何不同,至少给出三处
答:(1)单臂电桥是两端钮接法;双臂电桥是四端钮接法;
(2)单臂电桥测量中值电阻;双臂电桥测量低值电阻;
(3)双臂电桥比单臂电桥多一组桥壁。
3.用双臂电桥测量(1Omega)以下电阻时,如被测电阻(R_x)的两电压端引线电阻较大,对测量结果有无影响?若电流端引线电阻较大,对测量结果有无影响?
答:电压端引线电阻较大对测量结果有影响,电流端引线电阻较大无影响。
xxx元件测磁场
思考题:
1. 为什么xxx元件要选用半导体材料制作?
答:xxx应是磁敏效应。xxx数的大小也决定xxx应的明显程度,已知xxx数(K_H=cfrac1{nqd}),若载流子密度(n)较大时,xxx数(K_H)较小,则发生xxx应不明显。由于金属材料的载流子密度较大,而半导体的载流子密度比金属要小得多,为了让xxx应更明显,故选择半导体材料制作xxx元件。
2.为什么xxx元件通常做成薄片状?
答:xxx数(K_H=cfrac1{nqd}),当xxx元件的厚度(d)越小,则xxx数(K_H=cfrac1{nqd})越大。xxx数越大,xxx应越明显。故xxx元件通常做成薄片状。
3. 如何判断实验中所用的xxx元件是N型还是P型半导体材料?
答:实验中的xxx元件是(N)型半导体材料制作的。在半导体材料中,(N)型半导体材料的载流子迁移率比(P)型半导体材料答。判断实验中所用的xxx元件是(N)型还是(P)型半导体材料关键看载流子的迁移率。(有更好的,希望能说一下)
4.xxx元件的摆放方向和位置对xxx应测磁场的结果会有何影响?
答:xxx应测磁场只能测出垂直于电流方向的磁场。
所以,必须保证电流方向与磁场方向垂直,不然测出的磁场只是垂直于电流方向的分量,测量值偏小。
集成xxx传感器与简谐振动
思考题:
1.测量弹簧的变化量时,如何从加有反射镜的游标尺上正确读数?
答:调整底脚螺钉使实验装置铅直,调节砝码盘指针靠近游标卡尺的反射镜,读数时使反射镜上的刻线和砝码盘指针及其像重合,加减砝码应该保持砝码盘水平。
2.为使周期的测量更准确,测量时应注意什么?
(1)测弹簧振子振动50次所用的时间,不再是10次。
(2)拉的时候一定要竖直向下,以保证弹簧振子只在竖直方向震动。
(3)调节xxx片与磁钢之间的距离,尽量减小振动系统的震动幅度。
(4)保证振动过程中小灯泡xxx、灭。
3.集成xxx传感器有哪两种类型?其输出特点有什么不同?
答:集成xxx传感器按输出特点分为开关型输出和线性输出。
开关型输出其输出信号只有两种状态, 高电平或低电平。
线性输出指其输出信号的电压值随着磁场极性以及强度的变化而变化。
液压拉伸法测量弹性模量
思考题:
1.如果实验中钢丝直径加倍,而其他条件不变,弹性模量将变为原来的几倍?
答:直径加倍,弹性模量不变,因为弹性模量只与材料本身属性有关。
2.测量时,光杠杆的后脚应放在什么位置?
答:测量时,光杠杆的后脚应置于与钢丝固定的圆形托盘上。
3.为什么实验中对不同的物理量采用不同的长度测量仪器来进行测量?
答:不同的物理量大小范围不同,精度也不同,故物理量应寻找合适的测量仪器进行测量
4.能否用光杠杆法测量一块薄金属片的厚度?试作图说明。
答:如图所示,OA为平面镜,OB在平面上,OA与OB相固定,可绕O在竖直方向转动,(OB=S),M点处有一光源,经平面镜反射到P点,(ON=L),在B下方未知金属片,其未知厚度d.
得如图关系。
(L、X、S)已知,则(tan2alpha=frac XL),(2alpha o 0)
(alpha = frac X{2L}),so(d=S tanalpha=salpha=cfrac{XS}{2L}).
分光计的调整和使用
思考题:
1.调节望远镜光轴与分光计的中心轴相垂直,应该调节哪些螺钉?如何判断望远镜光轴与分光计的中心轴已经垂直?
答:用望远镜通倾角调平螺钉和载物台调平螺钉进行调节。
若望远镜光轴与分光计中心轴垂直,光学平行平板或三棱镜两个光学面反射的亮十字像,都能与望远镜分划板叉丝刻线上焦点重合。
2.调整平行光管能够发出平行光,应调节哪些螺钉?如何判断平行光管已经发出平行光?
答:松开夹缝套筒锁紧螺钉,前后移动狭缝筒,能看到清晰地狭缝像。
3.调节载物台法线方向与分光计中心轴平行时,三棱镜为什么要按照下图在载物台上摆放?说明理由。
答:因为需要达到调整一个光学面的法线方向时,尽量不对另一个光学面的倾斜度产生影响。调节螺钉Z,改变光学面AB的法线方向,对光学面AC的法线方向无影响。调节螺钉X可改变光学面AC的法线方向而不会对光学面AB的倾斜度产生影响。
4.调节望远镜光轴与分光计的中心轴相垂直时,如果只在一个光学面观察到十字像,如何调节?
答:当望远镜光轴和载物台都倾斜,但望远镜的光轴垂直或大致垂直于光学平行平板的镜面时,从望远镜中可观察到反射的十字像。将光学平行平板随载物台转过(180^circ)后,望远镜的光轴与光学平行平板不再有垂直或大致垂直的关系,反射的十字像则可能无法进入望远镜。因此,只能观察到一个光学平面反射的十字像。(粗调)
根据望远镜、光轴和载物台的倾斜方向,可分别判断反射的为进入望远镜的十字像,是在望远镜筒外的上方还是下方。由此,可决定进一步的调节方向,或者重新进行粗调。
5.为什么分光计采用双游标度数?两个度数之间有什么关系?
答:为消除度盘与分光计中心轴轴之间的偏心差,两个游标相差约(180^circ).
6.三棱镜的分光原理是什么?
答:根据入射光的不同波长,三棱镜的折射率不同,不同波长的出射光线的偏向角不同,因而形成色散光谱,xxx光。
用非线性电路研究混沌现象
思考题:
1.如何理解“混沌是确定系统中的随机性行为”?
答:混沌现象是指发生在确定性系统中的貌似随机的不规则运动,一个确定性理论描述的系统,其行为却表现为不确定性,即不可重复、不可预测性。
2.产生混沌的条件是什么?产生混沌现象有几种途径?
答:产生混沌的必要条件是系统具有非线性因素,充分条件是描述系统的状态方程若是非自治的,则为二阶的;若自治,则至少需要3个以上变量。
产生途径:(1)倍周期分叉进入混沌
(2)阵发性途径
(3)准周期途径
3.通过本实验尝试阐述倍周期分叉、混沌、奇怪吸引子等概念的物理意义。
答:倍周期分叉:倍周期分叉是一个映射的稳定的周期,随着参数增大而加分叉的现象,是从周期窗口进入混沌的一种“方式”(老师划了条线,不知道什么意思)
混沌:确定的宏观的非线性系统在一定条件下所呈现的不确定的或不可预测的随机现象。
奇怪吸引子:把相空间中一定体积的点都取为初值时,这个区域的形状在演化过程中虽然改变可使体积不变。耗散的系统不同,相体积在演化过程中不断收缩,最终趋向于名为“吸引子”的某一局域空间内。
4.混沌现象的特征
答:(1)初值敏感性、长时间不可预测性:对具有内在随机性的混沌系统而言,从两个非常接近的初值出发的两个轨线在经过长时间演化之后,可能相距极远。一个细微的变化,可能系统的运动轨迹就会有大的变化,表现出其对初值的极度敏感、长时间不可预测性。
(2)内在随机性:从非线性系统变化的图像观察他们在混沌区的行为表现出随机不确定性。然而这种不确定性不是来源于外部环境的随机因素对系统运动的影响,二是由系统自发产生的。
(3)非规则的有序:混沌不是纯粹的无序,而是另一种类型的有序运动,混沌区的系统行为往往体现在无穷嵌套自相似(分形),这种不同层次上的结构相似性是标度变换下的不变形,体现出混沌运动的规律。
理综物理总结 第5篇
一、电场——电荷间的相互作用是通过电场发生的
电荷(带电体)周围存在着的一种物质。电场看不见又摸不着,但却是客观存在的一种特殊物质形态。
其基本性质就是对置于其中的电荷有力的作用,这种力就叫电场力。
电场的检验方法:把一个带电体放入其中,看是否受到力的作用。
试探电荷:用来检验电场性质的电荷。其电量很小(不影响原电场);体积很小(可以当作质点)的电荷,也称点电荷。
二、电场强度
1、场源电荷
2、电场强度
放入电场中某点的电荷受到的电场力与它所带电荷量的比值,叫做这一点的电场强度,简称场强。
电场强度是矢量。规定:正电荷在电场中某一点受到的电场力方向就是那一点的电场强度的方向。即如果Q是正电荷,E的方向就是沿着PQ的连线并背离Q;如果Q是负电荷,E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q。(“离+Q而去,向—Q而来”)
电场强度是描述电场本身的力的性质的物理量,反映电场中某一点的电场性质,其大小表示电场的强弱,由产生电场的场源电荷和点的位置决定,与检验电荷无关。数值上等于单位电荷在该点所受的电场力。
三、电场的叠加
在几个点电荷共同形成的电场中,某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和,这叫做电场的叠加原理。
四、电场线
1、电场线:为了形象地描述电场而在电场中画出的一些曲线,曲线的疏密程度表示场强的大小,曲线上某点的切线方向表示场强的方向。
2、电场线的特征
(1)电场线密的地方场强强,电场线疏的地方场强弱。
(2)静电场的电场线起于正电荷止于负电荷,孤立的正电荷(或负电荷)的电场线止无穷远处点。
(3)电场线不会相交,也不会相切。
(4)电场线是假想的,实际电场中并不存在。
(5)电场线不是闭合曲线,且与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系。
3、几种典型电场的电场线
(1)正、负点电荷的电场中电场线的分布
特点:
①离点电荷越近,电场线越密,场强越大。
②e以点电荷为球心作个球面,电场线处处与球面垂直,在此球面上场强大小处处相等,方向不同。
(2)等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布
特点:
①沿点电荷的连线,场强先变小后变大。
②e两点电荷连线中垂面(中垂线)上,场强方向均相同,且总与中垂面(中垂线)垂直。
③在中垂面(中垂线)上,与两点电荷连线的中点0等距离各点场强相等。
(3)等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况特点:
①两点电荷连线中点O处场强为0。
②两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏,但场强并不为0。
③两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏。
(4)匀强电场
特点:
①两点电荷连线中点O处场强为0。
②两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏,但场强并不为0。
③两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏。
(4)匀强电场
特点:
①匀强电场是大小和方向都相同的电场,故匀强电场的电场线是平行等距同向的直线。
②e电场线的疏密反映场强大小,电场方向与电场线平行。